3种因素对油松移植苗根系活力的影响

采用盆栽的方法,以3种不同的光照条件、土壤含水量及苗木含水量,对4 a生油松（Pinus tabulaeformis）移植苗进行处理,测定3种因素交互作用下油松移植苗的根系活力。结果表明：光照强度的降低、苗木含水率的减少及土壤含水量的增加,促使油松移植苗根系活力不断降低;油松移植苗的苗木含水量为63%或土壤含水量为30%时,自然光照下根系活力均显著大于遮光条件下根系活力;在自然光强、63%的苗木含水量及30%土壤含水量其中一种条件影响下,其他两个因素的变化均可引起根系活力的显著变化;在自然光强与53%自然光强条件下,或在土壤含水量为30%和50%条件下,苗木失水均导致根系活力降低。     

林隙对黄土高原马栏林区优势种更新的影响

林隙对森林的结构和动态具有重要的影响。黄土高原马栏林区主要群落类型中,对优势种辽东栎(Quercus liaotungensis)、油松(Pinus tabulaeformis)不同大小林隙内的幼苗和幼树进行统计计算,并与林冠下进行对比分析。结果表明:两个优势种存在不同的更新策略,即辽东栎主要通过高萌发量来维持其种群的更新,而油松则是通过降低幼苗到幼树过程中的死亡率来维持其种群的更新;林隙面积在20~40m²时油松的自然更新情况最好,而辽东栎在不同大小林隙中的自然更新情况较为复杂;适当的林隙干扰总体上促进了该地区优势种的自然更新,林隙对其更新的促进机制各异;在林隙干扰下,辽东栎和油松在各自占优势群落(辽东栎林和油松林)中的优势地位均没有被对方取代的趋势,所以辽东栎林和油松林会作为该地区的顶级群落和亚顶级群落而长期存在。     

两种防护林蒸发效能和土壤蒸发的对比研究

本文采用小型蒸发皿对小美旱杨防护林和新疆杨防护林的蒸发效能进行了平行观测 ,并采用热平衡法对两种林网内的土壤蒸发进行平行研究 ,主要结论为 :小美旱杨防护林和新疆杨防护林均能有效地减少林网内土壤蒸发 ,但小美旱杨防护林的蒸腾耗水量高于新疆杨 ,使得小美旱杨林带对林网内的增湿降温作用较大 ,小美旱杨林带的蒸发效能高于同龄新疆杨。     

吉林蛟河针阔混交林不同林分类型土壤有机碳特征及与养分相关性研究

以吉林蛟河针阔混交红松林监测样地作为研究对象,对春榆混交林、白牛槭混交林、千金榆混交林和色木槭混交林四种林分进行林分结构调查与土壤采样,并测定土壤有机碳及养分含量,分析了不同林分类型对土壤有机碳积累的影响及土壤养分与有机碳相关性的差异。结果表明:1)该研究区四种林分土壤有机碳密度千金榆混交林(18.21kg·m-2)>春榆混交林(16.16kg·m-2)>白牛槭混交林(15.75kg·m-2)>色木槭混交林(14.23kg·m-2)。2)四种林分土壤有机碳含量及密度的变异程度规律基本遵循春榆混交林>白牛槭混交林>千金榆混交林>色木槭混交林。3)四种林分的土壤有机碳与养分的相关性规律不尽相同,全磷与千金榆、春榆混交林土壤有机碳相关性显著,速效钾只与千金榆混交林土壤有机碳具有相关性,土壤全氮和碱解氮与四种林分土壤有机碳的相关性均显著。相关分析结果说明四种林分类型土壤有机碳与土壤养分状况密切相关。     

毛乌素沙地旱柳和小叶杨树干液流密度及其与气象因子的关系

研究毛乌素沙地旱柳(Salix matsudana)和小叶杨(Populus simonii)树干液流密度的变化特征及其与气象因子的关系,是实现该地区水与生态和谐发展的基础。利用Granier热消散探针法测量了旱柳和小叶杨不同方向和不同深度的树干液流密度。监测结果表明:不同方位间的树干液流密度日变化特征相似并具有较强的相关性,但监测结果相差较大;不同深度的监测结果也具有类似的特征。如果忽略这种方位间和深度上的变化,整树耗水计算结果的误差最大可达104%。树干液流密度与气象因子的相关分析表明,旱柳和小叶杨的树干液流密度与大气辐射相关性最好,其次为气温。时滞分析表明,旱柳和小叶杨的树干液流密度与净辐射没有时滞,与水汽压亏缺间存在1 h的滞后。由此可见,以树干径流结果为基础在推算单株耗水量时,必须考虑方位及探头深度并合理校正。     

油松人工林地上生物量、叶面积指数与林分密度关系的研究

在内蒙古大青山区应用"平均标准木法"测定30a生油松人工林的地上生物量,并对相似立地条件下,不同林分密度的油松人工林地上生物量及其分配规律进行了研究。结果表明:1)林分密度对油松人工林平均单株生物量和单位面积林木总生物量均有显著的影响。前者随林分密度的增加而下降,且下降的幅度越来越小,可由方程y=axb来描述;后者随林分密度的增加而上升,当密度达到一定值(阳坡为3000株/hm、阴坡为4000株/hm时)生物量增长缓慢甚至不变,可由方程y=a+bln(x)来描述。2)乔木层生物量是林分总生物量的重要组成部分。阳坡乔木层所占比例为76.06%~88.20%,阴坡乔木层所占比例为83.19%~93.75%。3)叶面积指数随林分密度的增加而增加,在相同密度条件下阳坡的叶面积指数大于阴坡,且密度愈大两者相差愈大。     

不同耕作措施下陇中黄土高原旱作农田土壤活性有机碳组分及其与酶活性间的关系

通过设置在陇中黄土高原半干旱雨养农业区15年的不同保护性耕作措施长期定位试验,研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕结合秸秆覆盖(NTS)、传统耕作结合秸秆还田(TS)4种不同耕作措施下不同土层的土壤总有机碳、土壤活性有机碳、土壤微生物量、碳库管理指数和土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶和过氧化物酶等4种参与碳循环土壤酶,并分析了土壤有机碳及其活性碳组分与土壤酶之间的相关关系。结果表明:0~30 cm土层,NTS处理可显著提高土壤有机碳、土壤活性有机碳、土壤微生物量碳及碳库管理指数,分别较T处理增加了16.3%、28.26%、41.88%、37.04%,NT、TS处理较T处理各指标也均有不同程度提高;在0~30 cm土层,NTS、TS、NT处理与T处理相比,蔗糖酶分别提高了33.84%、21.59%、25.15%,淀粉酶活性分别提高了20.90%、13.43%、12.69%,纤维素酶活性分别提高了39.13%、17.39%、4.34%,过氧化物酶活性分别提高了7.81%、2.08%、3.65%;土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化物酶与各形态有机碳及碳库管理指数均表现为显著或极显著正相关关系;蔗糖酶活性增加对有机碳积累作用最显著,有助于土壤总有机碳、活性有机碳、微生物量碳含量提高,土壤纤维素酶对土壤总有机碳和活性有机碳含量的增加有促进作用,过氧化物酶有利于总有机碳的积累。免耕结合秸秆覆盖是适宜该地区农田生态系统健康稳定发展,减少碳库损失的重要途径。     

2种荒漠植物根系生物量分布与土壤水分、养分的关系

通过野外挖根试验和室内样品分析测试的研究,测定了2种荒漠植物多枝柽柳和梭梭群落内土壤水分、养分的含量及其分层根系生物量,分析了2种荒漠植物根系生物量的垂直分布与土壤水分、养分之间的关系。结果表明:1 2种荒漠植物的根系生物量随土壤深度的增加逐渐减少,符合指数递减模型,多枝柽柳的根系生物量是同林龄梭梭的2.36倍。2 2种荒漠植物群落内土壤水分含量差异显著,养分差异不显著。3 2种荒漠植物的根系生物量与土壤水分之间的相关关系显著,其中多枝柽柳与土壤水分呈显著正相关关系,梭梭与土壤水分呈显著负相关关系。表明在干旱区,土壤水分状况对植物根系生长、发育的影响极大。4 2种荒漠植物根系生物量与土壤养分的相关关系不显著,表明在本地区极端干旱的恶劣环境中,土壤养分不是植物根系生长的限制性因子。     

气候变化及景观格局与生态系统碳储存的耦合关系——以祁连山为例

气候变化及景观格局与生态系统的结构、功能及动态变化密切相关.祁连山生态系统(QLME)是中国重要的生态功能区,基于多元数据,运用遥感及GIS技术,结合InVEST及GeoSOS-FLUS模型,探索CSET与方法,实现对QLME碳储存的估算.定量估算及分析表明:(1)不同景观类型背景下QLME碳储存具有明显的时空差异性,...     

生态转型模式对吕梁山红枣经济林土壤团聚体及其有机碳分布的影响

为探究吕梁山区红枣经济林不同生态转型模式对土壤团聚体及其有机碳分布的影响,试验选取该地区5种主要的生态转换模式,分别为枣林撂荒(AF)、枣林补种黄芪-柴胡(MM)、补种苜蓿(AL)、补植油松(CP)、补植侧柏(PO),并以清耕枣林为对照(CK),测定并分析各样地0～20 cm土层中土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳与土壤总有机碳含量及其相关性。结果表明：(1)与CK相比,除AF模式外,其他生态模式提高了>2.0 mm及>0.25 mm团聚体含量,增量分别为3.75%～9.31%和1.68%～10.36%;同时提高了团聚体的平均重量直径、几何平均直径,增量分别为0.05～0.19、0.03～0.10 mm, CP模式提高幅度最大;(2)所有生态模式显著提高了土壤有机碳含量,增量为0.24～4.72 g·kg^-1,提高幅度为9.25%～182.10%,同时提高了土壤各粒径团聚体有机碳含量;(3)土壤有机碳的贡献率主要来自于>0.25 mm团聚体,所有生态模式均提高了土壤>0.25 mm团聚体有机碳的贡献率,增量为4.20%～22.96%;(4)土壤...     

密度调控对华北落叶松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

以华北落叶松人工林为对象,研究不同林分密度下(分别为740、1480、2000和2170株.hm-2)各土层的土壤有机碳含量、有机碳密度、养分特征以及它们之间的相关关系。结果表明:土壤有机碳含量及碳密度随着土壤深度增加而减少,呈明显的垂直分布特征;当林分密度增大到2170株.hm-2时,土壤有机碳含量及碳密度显著增加至最大,分别为25.45g.kg-1和15.68kg.m-2,并与740株.hm-2林地土壤有机碳含量及碳密度差异显著。当林分密度由740株.hm-2增加到2170株.hm-2时,各种养分变化规律不尽一致,但当林分密度为2170株.hm-2时,0-60cm深度的土壤全氮、全磷及速效钾含量均保持在一个相对较高的水平,而土壤全钾和有效磷含量仅在0-20cm土层较高。对于落叶松人工林地整个土壤剖面,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全氮、全磷、速效钾含量均呈显著或极显著正相关。从林地土壤固碳的角度,建议将华北落叶松人工林的林分密度控制在2170株.hm-2。     

内蒙古大青山油松、虎榛子根际土壤酶活性研究

试验以内蒙古大青山油松(Pinus tabulaeform is)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)不同林型根际土壤为材料,进行了土壤酶活性的研究,目的是了解油松与虎榛子不同林型内土壤酶活性的变化规律,最终为内蒙古大青山极度退化生态系统中油松与虎榛子和谐共存机制提供科学依据。试验采用对硝基苯磷酸二钠比色法测定磷酸酶活性,采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性,邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活性,苯酚-次氯酸钠比色法测定脲酶活性。酶活性单位均以单位风干土重在培养时间内生成物的量表示。结果表明:油松、虎榛子不同林型内土壤酶活性强弱总排序为:油松、虎榛子混交林(虎榛子纯林(油松纯林。     

不同荒漠生态系统下有机碳和微生物碳的分布特征

基于新疆古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠的3种建群灌木琵琶柴(Reaumuria soongori-ca)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)生态系统下土壤剖面实测数据,分析了土壤有机碳(SOC)和土壤微生物量碳(Mc)的垂直分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:3个生态系统类型之间土壤剖面SOC分布状况和含量不存在显著差别,但每个生态系统土壤剖面土层之间存在显著差别。各生态系统土壤上层均存在着一定厚度的SOC富集层,中部(10～30cm)SOC含量迅速下降,下部有机碳含量低而稳定。Mc分布与含量与SOC存在相似的规律。Mc对90cm以上的土壤碳循环起着重要的作用,而对深层次的碳库影响不大,不会对全球变化做出响应,但意义更重要,它们可以更长期保留于土壤中而不释放回大气圈。     

Attribution of explanatory factors for change in soil organic carbon density in the native grasslands of Inner Mongolia,China

The variation in soil organic carbon density(SOCD) has been widely documented at various spatial and temporal scales. However, an accurate method for examining the attribution of explanatory factors for change in SOCD is still lacking. This study aims to attribute and quantify the key climatic factors, anthropogenic activities, and soil properties associated with SOCD change in the native grasslands of Inner Mongolia, China, by comparing data between the 1960s and the 2010s. In 2007 and 2011, we resampled 142 soil profiles which were originally sampled during 1963–1964 in the native grasslands of Inner Mongolia. SOCD was determined in A horizon(eluvial horizon) of the soil. We selected the explanatory factors based on a random forest method, and explored the relationships between SOCD change and each of the explanatory factors using a linear mixed model. Our results indicated that the change in SOCD varied from the east to the west of Inner Mongolia, and SOCD was 18% lower in the 2010s than in the 1960s. The lower SOCD in the 2010s may primarily be attributed to the increasing in mean annual water surface evaporation, which explained approximately 10% and 50% of the total variation and explainable variation in the change in SOCD, respectively. The sand content of the soil is also a significant explanatory factor for the decrease in SOCD, which explained about 4% and 21% of the total variation and explainable variation in the change in SOCD, respectively. Furthermore, the collection of quantitative information on grazing frequency and duration may also help to improve our understanding of the anthropogenic factors that govern the change in SOCD.     

耕作方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

基于在黄土高原半干旱地区的典型代表—定西市安定区连续进行6 a的保护性耕作试验,研究了不同耕作方式对土壤总有机碳和活性有机碳的影响,并对各处理的碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CMPI)进行了计算。结果表明:与传统耕作不覆盖(T)相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作结合秸秆还田(TS)和免耕不覆盖(NT)有利于土壤总有机碳含量和活性有机碳含量的提高,并且有随着土层深度的增加而递减的趋势;NT、NTS和TS有助于提高0～5 cm土层土壤活性有机碳占土壤总有机碳的百分率,尤以NTS处理的效果最为明显,说明NTS处理的土壤碳素活性大、易转化;对碳库各项管理指数来说,总体上秸秆覆盖或还田的贡献大于耕作措施,说明对土壤进行秸秆覆盖或还田有利于土壤碳库管理指数提高。     

Hierarchical responses of soil organic and inorganic carbon dynamics to soil acidification in a dryland agroecosystem,China

Soil acidification is a major global issue of sustainable development for ecosystems. The increasing soil acidity induced by excessive nitrogen(N) fertilization in farmlands has profoundly impacted the soil carbon dynamics. However, the way in which changes in soil p H regulating the soil carbon dynamics in a deep soil profile is still not well elucidated. In this study, through a 12-year field N fertilization experiment with three N fertilizer treatments(0, 120, and 240 kg N/(hm~2·a)) in a dryland agroecosystem of China, we explored the soil p H changes over a soil profile up to a depth of 200 cm and determined the responses of soil organic carbon(SOC) and soil inorganic carbon(SIC) to the changed soil p H. Using a generalized additive model, we identified the soil depth intervals with the most powerful statistical relationships between changes in soil p H and soil carbon dynamics. Hierarchical responses of SOC and SIC dynamics to soil acidification were found. The results indicate that the changes in soil p H explained the SOC dynamics well by using a non-linear relationship at the soil depth of 0–80 cm(P=0.006), whereas the changes in soil p H were significantly linearly correlated with SIC dynamics at the 100–180 cm soil depth(P=0.015). After a long-term N fertilization in the experimental field, the soil p H value decreased in all three N fertilizer treatments. Furthermore, the declines in soil p H in the deep soil layer(100–200 cm) were significantly greater(P=0.035) than those in the upper soil layer(0–80 cm). These results indicate that soil acidification in the upper soil layer can transfer excess protons to the deep soil layer, and subsequently, the structural heterogeneous responses of SOC and SIC to soil acidification were identified because of different buffer capacities for the SOC and SIC. To better estimate the effects of soil acidification on soil carbon dynamics, we suggest that future investigations for soil acidification should be extended to a deeper soil depth, e.g., 200 cm.     

外源铅在土壤中的年际变化及对土壤有机碳矿化和速效养分的影响

以关中土为供试土样进行田间试验,向耕层土壤中添加不同浓度外源铅(Pb0:背景值,CK;Pb1:175 mg·kg~(-1)+背景值;Pb2:350 mg·kg~(-1)+背景值),进行小麦—玉米轮作试验。分别于2011—2013年小麦收获季采集耕层(0~20 cm)土壤,分析土壤中铅全量及有效态铅含量的年际变化,以及铅对小麦-玉米轮作模式下土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响。结果表明,三年中,施铅处理下土壤中铅全量及有效态铅含量分别下降13.22%和30.65%,总体呈现逐年下降趋势。与对照(CK)相比,Pb1、Pb2处理下SOC平均含量分别下降了16.30%和11.86%;DOC平均含量分别下降了4.05%和7.34%,与土壤铅含量呈现显著负相关关系;低浓度铅污染下土壤微生物商(q M)显著高于对照土壤,微生物量碳含量变化不显著。此外,土壤速效养分的分析显示,土壤碱解氮含量在外源铅加入初期下降明显,且在Pb1处理下碱解氮减少量最大;土壤速效磷含量随土壤铅含量增加而呈现下降趋势;土壤速效钾含量则随土壤铅含量的增加而增加。试验表明,外源铅的加入影响了土壤有机碳的稳定性,对土壤碳、氮循环产生了一定的影响;能够与土壤溶液中的磷酸根生成难溶性盐,与土壤胶体或土壤矿物晶格中的K+发生置换,加大土壤速效养分的流失风险。     

秸秆带状覆盖对土壤有机碳及其活性组分的影响

为了探讨秸秆带状覆盖对旱地不同剖面深度土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化态碳(EOC)的影响,于2017—2020年在甘肃省布设秸秆带状覆盖试验,设玉米整秆带状覆盖(TSM)处理,以黑膜双垄沟全膜覆盖(TPM)和传统露地平作(TNM)为对照.结果表明:土壤有机碳和活性碳组分含量...